一、基礎器件結構分類

1. 二極管（不可控型）

• 正向偏置時多子擴散導通，反向偏置時耗盡區展寬阻斷電流。

• PIN結構的I層可承受更高反向電壓，但反向恢復時間較長；肖特基二極管反向恢復快（10-40ns），但耐壓較低（<200V）。

• PN結二極管：P型與N型半導體直接結合形成單結結構。

• PIN二極管：在P/N區之間插入低摻雜本征層（I層），擴展耗盡區寬度。

• 肖特基二極管：金屬-半導體接觸替代PN結，無少子注入。

• 物理結構：

• 工作原理：

2. 晶閘管（半控型）

• 導通：門極注入觸發電流→內部形成正反饋（等效PNP+NPN晶體管互鎖）→維持導通直至電流低于維持電流。

• 關斷：需強制陽極電流降至零（被動關斷）。

• 物理結構：PNPN四層三結結構，含陽極、陰極、門極。

• 工作原理：

二、全控型器件結構與原理

1. 功率MOSFET

• 導通：柵極正電壓（>閾值Vth）→P區表面反型形成N溝道→電子從源極經溝道流向漏極。

• 關斷：柵極電壓歸零→溝道消失→電流阻斷。

• 垂直導電結構：源極（N+）、P型體區、柵極（多晶硅/金屬）、漂移區（N-）、漏極（N+）。

• 先進類型：屏蔽柵溝槽MOSFET（SGT-MOSFET），通過溝槽柵壓縮電場降低導通電阻。

• 物理結構：

• 工作原理：

2. IGBT（絕緣柵雙極晶體管）

• 導通：柵極正電壓形成溝道→電子注入N-漂移區→激發空穴注入（雙極導通）→導通壓降低于MOSFET。

• 關斷：柵極電壓歸零→溝道消失→剩余載流子復合阻斷電流。

• 四層PNP-N+結構（發射極/集電極等效），柵極控制類似MOSFET。

• 分PT型（N+緩沖層）與NPT型（無緩沖層）。

• 物理結構：

• 工作原理：

三、寬禁帶半導體器件

1. SiC與GaN器件

• SiC MOSFET：縱向結構，高臨界電場（3MV/cm）允許更薄漂移層，但柵氧界面缺陷影響可靠性。

• GaN HEMT：橫向結構，AlGaN/GaN異質結形成二維電子氣（2DEG）實現高電子遷移率。

• 結構特點：

• 優勢：耐高溫、高頻開關、低導通損耗，適用于新能源與數據中心。

四、關鍵物理機制

1. 載流子控制

• 多數載流子器件（MOSFET、肖特基二極管）：僅依賴多子導電，開關速度快但導通電阻高。

• 少數載流子器件（IGBT、晶閘管）：少子注入增強導通能力，但關斷需等待復合（拖尾電流）。

2. 終端與可靠性設計

• 邊緣終端：斜面切割、場環結構分散電場，防止邊緣擊穿。

• 外延層優化：AlN緩沖層表面懸浮鍵處理（如Ga鍵替代-OH鍵）提升GaN外延質量。

五、性能對比與應用

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水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

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